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          臺達代理,臺達變頻器,常州凌普自動化
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          基于臺達自動化平臺構建的大幅面多色印刷機網絡系統
          摘 要:本文詳細介紹了臺達人機界面、文本顯示器、EH系列可編程控制器、V及B型交流變頻器構成的控制系統在河南新機股份有限公司生產的XJ4142大全張四色膠印機上的成功應用。整個電控系統主要采用MODBUS協議構建整體總線控制系統。經過用戶一年多的使用,效果理想。

          1 引言
          XJ4142大全張四色膠印機是河南新機股份有限公司自行研發的光、機、電、氣一體化產品,在國內大幅面膠印機領域處于領先地位。機器按功能劃分為四個組成部分:輸紙機組;主傳動系統;四個顏色印刷機組、收紙機組。機器的工藝流程是:裁切好的紙張由輸紙機輸送到第一色印刷機組,先經過規矩定位后再依次通過四個印刷機組的印刷,最后傳到收紙機,把印刷完的紙張收集整齊。

          機器全長十二米,分布配置十二個操作面板。機器全套包括:兩個紙臺升降電機;兩個吸紙風泵;一個油泵;一個噴粉泵;一個空壓機;四個出水輥電機和一個主電機;電磁閥和電磁鐵二十二個。機器上還有大量的用于監控的光電開關和用于安全保護的限位開關。這些電器件主要分布在機器的傳動側和操作側分布安裝。由于電器件不集中,如果只采用一個電柜安裝一個PLC組成控制系統,那么機器離電柜較遠的那部分到電柜的連接線會很多且距離長。

          2 臺達EH系列PLC通訊功能構建的新型控制系統
          2.1 方案設計
          根據以上對新機XJ4142膠印機和臺達EH系列PLC功能的分析,我們與中達電通公司合作,提出了一種采用兩個EH系列PLC分別作為主站和從站,把臺達文本顯示器、人機界面及四個B型變頻器與PLC通過通訊口連接在一起,構建成新型電控系統。
          臺達EH系列PLC采用雙處理器芯片設計架構,運算處理速度非?。它除了兩個內置的串聯通訊口(COM1:RS-232,COM2:RS-485)外,還可以擴展一個通訊口COM3。在指令的處理速度方面接近國外的高檔PLC,而內置通訊口比國外品牌多。臺達DVP—PLC專門對RS-485通訊口開發了多種MODBUS串聯通訊便利指令,其中臺達EH系列PLC具有EASY LINK功能,可以在臺達PLC、變頻器之間進行組網控制。

          2.2系統的特點
          (1)主電機為全機各個部分提供傳動動力,要求低速能滿負荷啟動,機器印刷時要求速度可以調節并且速度穩定性要好,所以選用臺達V系列高性能磁束矢量控制變頻器。
          (2)膠印機在紙張上印刷時需要先給印版上水和上墨,版面上的水量在印刷時需要經常調節,所以選用四個臺達B系列變頻器來控制四個印刷機組的出水輥電機的速度。
          (3)本機設有一個主控制臺電箱和一個主電柜,主控制臺電控箱在輸紙機的操作側,主電柜在傳動側;其中主站PLC在主控制臺電箱里,從站PLC在主電柜里。主站PLC主要用于輸紙機和一二色印刷機組的信號采集及處理。從站PLC主要用于主電機變頻器控制、三四色印刷機組和收紙機的信號采集及處理。主站PLC和從站PLC通過RS-485通訊線連接。主控制臺電箱里還有一二色印刷機組的出水輥變頻器,主電柜里有主電機變頻器和三四色印刷機組的出水輥變頻器。一二色出水輥變頻器和主站PLC采用RS-485通訊線連接和控制。三四色出水輥變頻器和主站PLC采用RS-485通訊線連接和控制。這樣四個印刷機組的出水輥變頻器和從站PLC都作為從站和主站PLC就組成了RS-485通訊網絡。利用臺達PLC的EASY LINK功能可以實行1:N控制。主電機變頻器從安全可靠方面考慮仍采用I/O控制,參見圖1。
          圖1
          圖1 電控柜

          (4)顯示采用臺達TP04文本顯示器和DOP-AE10THTD人機界面,文本顯示器在主控制臺上,主要顯示和調節機器速度,顯示印刷計數,機器運行狀態監示和故障指示。人機界面在機器最后邊的看樣臺上。除了有文本顯示器顯示的內容外,還可以對機器進行操作,四個印刷機組的水量可以在這里集中顯示和調節,還可以對四個機組的印版進行套準顯示和調節。文本顯示器和主站PLC的COM1口采用RS-232通訊,人機界面和主站PLC的擴展通訊口COM3采用RS-485通訊,主畫面設計參見圖2。
          圖2
          圖2 人機界面


          3 控制系統結構
          3.1硬件系統構架


          3.2 通訊控制軟件構架
          利用PLC EASY LINK編程實現1:N主從通訊控制軟件構架:


          4 技術參數設計
          4.1 變頻器參數設計
          水輥變頻器參數;設定頻率和運行控制來源為通訊RS485輸入,設定通訊站號,通訊傳送速度,通訊資料格式。變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與主站PLC里程序設定的通訊傳送速度、通訊格式相同。

          4.2 工藝參數設計
          工藝參數人機界面設定;人機部分主要實現人參與控制系統的途徑。它主要包括:顯示部分、設定部分、操作部分、歷史故障部分;其中設定主要是主機速度設定、四色機組水量設定、四色機組印版套準定位。

          5 調試總結
          變頻器里設置的通訊傳送速度、通訊格式必須與主站PLC里程序設定的通訊傳送速度、通訊格式相同。
          臺達PLC LINK設置為自動模式并啟動后,主站就開始偵測所有連接的從站共有幾臺。為了提高通訊連接的可靠性,在主站PLC的程序里加入一段延時程序,等整個系統上電穩定后,再啟動PLC LINK。
          當個別從站工作不正常時,為了檢查這些從站是否與主站PLC通訊連接成功,可以用電腦連上主站PLC,在臺達PLC編程軟件里采用“裝置監控”命令,分別監視各從站是否有LINK連接的標志寄存器。

          6 結束語
          目前該類型機器已生產了二十多臺,經過多家用戶的使用,證明該電控系統是穩定可靠的。由RS485通訊組成的網絡電控系統實現了大型機器的電器分散控制,大大減少了各部分之間的連接線。該系統采用兩個小型機PLC組合替代大型機,大大減低了系統的成本。該系
          統具有結構簡單,操作方便,界面美觀,穩定可靠,成本低,維修方便。

          參考文獻
          [1]膠印機的使用與調節.馮昌倫. 印刷工業出版社, 2002
          [2]VFD-B型變頻器使用手冊.中達電通股份有限公司, 2003
          [3]VFD-V型變頻器使用手冊.中達電通股份有限公司,2003
          [4]DOPA系列人機界面應用技術手冊.中達電通股份有限公司, 2003
          [5]DVP-PLC應用手冊程序篇.中達電通股份有限公司, 2003


           
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